AVT5598 – 12V Solar Charger

Ang mga photovoltaic module ay nagiging mas mura at samakatuwid ay nagiging mas popular. Maaari silang matagumpay na magamit upang singilin ang mga baterya, halimbawa, sa isang country house o isang electronic weather station. Ang inilarawang device ay isang charge controller na inangkop upang gumana sa isang input boltahe na nag-iiba-iba sa isang napakalawak na hanay. Maaari itong maging kapaki-pakinabang sa site, sa isang camp site o camp site.

1. Schematic diagram ng solar charger

Ginagamit ang system para mag-charge ng lead-acid na baterya (halimbawa, gel) sa buffer mode, i.e. pagkatapos maabot ang nakatakdang boltahe, ang kasalukuyang singilin ay nagsisimulang bumagsak. Bilang resulta, ang baterya ay palaging nasa standby mode. Ang supply boltahe ng charger ay maaaring mag-iba sa loob ng 4 ... 25 V.

Ang kakayahang gumamit ng malakas at mahinang sikat ng araw ay makabuluhang nagpapataas sa oras ng pagsingil bawat araw. Ang kasalukuyang singilin ay lubos na nakadepende sa boltahe ng input, ngunit ang solusyon na ito ay may mga pakinabang sa simpleng paglilimita sa labis na boltahe mula sa solar module.

Ang circuit ng charger ay ipinapakita sa fig. 1. Ang DC power source ay isang SEPIC topology converter batay sa mura at kilalang MC34063A system. Gumagana ito sa karaniwang tungkulin ng isang susi. Kung ang boltahe na ibinibigay sa comparator (pin 5) ay masyadong mababa, ang built-in na transistor switch ay magsisimulang gumana nang may patuloy na pagpuno at dalas. Hihinto ang operasyon kung ang boltahe na ito ay lumampas sa reference na boltahe (karaniwang 1,25 V).

Ang mga SEPIC topology converter, na may kakayahang parehong taasan at babaan ang output boltahe, mas madalas na gumagamit ng mga controllers na maaaring baguhin ang padding ng keying signal. Ang paggamit ng MC34063A sa papel na ito ay isang madalang na solusyon, ngunit - tulad ng ipinapakita ng pagsubok ng prototype - sapat para sa application na ito. Ang isa pang criterion ay ang presyo, na sa kaso ng MC34063A ay makabuluhang mas mababa kaysa sa PWM controllers.

Dalawang capacitor na C1 at C2 na konektado sa parallel ay ginagamit upang bawasan ang panloob na resistensya ng isang power supply tulad ng isang photovoltaic module. Binabawasan ng parallel connection ang nagreresultang mga parameter ng parasitiko tulad ng resistensya at inductance. Ginagamit ang Resistor R1 upang limitahan ang kasalukuyang ng prosesong ito sa humigit-kumulang 0,44A. Ang mas mataas na kasalukuyang ay maaaring maging sanhi ng sobrang init ng integrated circuit. Itinatakda ng Capacitor C3 ang operating frequency sa humigit-kumulang 80 kHz.

Ang mga inductors L1 at L2 at ang nagresultang kapasidad ng mga capacitor C4-C6 ay pinili upang ang converter ay maaaring gumana sa isang napakalawak na hanay ng boltahe. Ang parallel na koneksyon ng mga capacitor ay dapat na bawasan ang nagresultang ESR at ESL.

Ang Diode LED1 ay ginagamit upang subukan ang functionality ng controller. Kung gayon, ang variable na bahagi ng boltahe ay idineposito sa coil L2, na maaaring maobserbahan ng glow ng diode na ito. Ito ay nag-o-on sa pamamagitan ng pagpindot sa S1 na buton upang hindi ito kumikinang nang walang kabuluhan sa lahat ng oras. Nililimitahan ng Resistor R3 ang kasalukuyang nito sa humigit-kumulang 2 mA, at pinoprotektahan ng D1 ang LED diode mula sa pagkasira na dulot ng sobrang turn-off na boltahe. Ang Resistor R4 ay idinagdag para sa mas mahusay na katatagan ng converter sa mababang kasalukuyang pagkonsumo at mababang boltahe. Ito ay sumisipsip ng ilan sa enerhiya na ibinibigay ng L2 coil sa load. Nakakaapekto ito sa kahusayan, ngunit maliit - ang epektibong halaga ng kasalukuyang dumadaloy dito ay ilang milliamps lamang.

Ang mga capacitor C8 at C9 ay pinapakinis ang ripple current na ibinibigay sa pamamagitan ng diode D2. Itinatakda ng resistive divider R5-R7 ang output voltage sa humigit-kumulang 13,5V, na siyang tamang boltahe sa mga terminal ng baterya ng 12V gel sa panahon ng buffer operation. Ang boltahe na ito ay dapat na bahagyang mag-iba sa temperatura, ngunit ang katotohanang ito ay tinanggal upang mapanatiling simple ang system. Ang resistor divider na ito ay naglo-load ng konektadong baterya sa lahat ng oras, kaya dapat itong magkaroon ng pinakamataas na posibleng pagtutol.

Binabawasan ng Capacitor C7 ang boltahe na ripple na nakikita ng comparator at pinapabagal ang tugon ng feedback loop. Kung wala ito, kapag ang baterya ay naka-disconnect, ang output boltahe ay maaaring lumampas sa ligtas na halaga para sa mga electrolytic capacitor, i.e. pagtakas. Ang pagdaragdag ng kapasitor na ito ay nagiging sanhi ng sistema upang ihinto ang paglipat ng susi sa pana-panahon.

Ang charger ay naka-mount sa isang single-sided na naka-print na circuit board na may mga sukat na 89 × 27 mm, ang diagram ng pagpupulong kung saan ay ipinapakita sa Fig. figure 2. Ang lahat ng mga elemento ay nasa through-hole housings, na malaking tulong kahit para sa mga taong walang gaanong karanasan sa isang soldering iron. Iminumungkahi ko na huwag gamitin ang IC socket dahil ito ay magpapataas ng resistensya ng mga koneksyon sa switch transistor.

2. Diagram ng pag-install ng solar charger

Ang isang wastong naka-assemble na aparato ay agad na handa para sa operasyon at hindi nangangailangan ng anumang pag-commissioning. Bilang bahagi ng kontrol, maaari mong ilapat ang isang pare-parehong boltahe sa input nito at ayusin ito sa isang naibigay na hanay ng 4 ... 20 V, na obserbahan ang mga pagbabasa ng isang voltmeter na konektado sa output. Dapat itong baguhin ang sawtooth sa hanay na humigit-kumulang 18 ... 13,5 V. Ang unang halaga ay nauugnay sa pagsingil ng mga capacitor at hindi kritikal, ngunit sa 13,5 V ang converter ay dapat gumana muli.

Ang charging current ay depende sa kasalukuyang halaga ng input voltage, dahil ang input current ay limitado sa humigit-kumulang 0,44 A. Ipinakita ng mga sukat na ang baterya ay nag-iiba mula sa humigit-kumulang 50 mA (4 V) hanggang sa humigit-kumulang 0,6 AA sa boltahe na 20 V. Maaari mong bawasan ang halagang ito sa pamamagitan ng pagtaas ng resistensya ng R1, na kung minsan ay ipinapayong para sa maliliit na kapasidad na baterya (2 Ah).

Ang charger ay inangkop upang gumana sa isang photovoltaic module na may nominal na boltahe na 12 V. Ang mga boltahe hanggang sa 20 ... 22 V ay maaaring naroroon sa mga output nito na may mababang kasalukuyang pagkonsumo, samakatuwid, ang mga capacitor na inangkop sa boltahe ng 25 V ay naka-install sa input ng converter. Napakataas ng mga pagkalugi na halos hindi naka-charge ang baterya.

Para masulit ang charger, mag-attach ng module na may power na 10 W o higit pa. Sa mas kaunting lakas, magcha-charge din ang baterya, ngunit mas mabagal.

Listahan ng mga bahagi:

Mga Resistor:

R1: 0,68 Ohm / 1 W.

R2: 180 Ohm / 0,25 W.

R3: 6,8 kΩ / 0,25 W

R4: 2,2 kΩ / 0,25 W

R5: 68 kΩ / 0,25 W

R6: 30 kΩ / 0,25 W

R7: 10 kΩ / 0,25 W

Mga Kapasitor:

C1, C2, C8, C9: 220 μF/25 V

C3: 330 pF (ceramic)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1µF/50V (monolith.)

Semiconductor:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: 5mm LED, hal. berde

US1:MC34063A(DIP8)

iba pa:

J1, J2: ARK2/5mm connector

L1, L2: Choke 220uH (Vertical)

S1: micro switch 6×6/13mm